Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://www.revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/S0104-14282012005000021
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

TPVs PA/NBR: Sistema de Reticulação e Propriedades

PA/NBR TPVs: Crosslink System and Properties

Jacobi, Marly A. M.; Fagundes, Enio C. M.

Downloads: 1
Views: 1132

Resumo

Elastômeros termoplásticos vulcanizados, TPVs, à base de co-poliamida (PA6,6-6) e borracha nitrílica (NBR), foram preparados por vulcanização dinâmica em câmara de mistura a partir de um sistemas de vulcanização tendo como componente principal o peróxido de dicumila e os coagentes bismaleimida e enxofre. Variando-se a proporção dos componentes, estudou-se a influência do enxofre sobre as propriedades mecânicas e deformação permanente à compressão. A morfologia foi determinada por análise de microscopia eletrônica de varredura. Todos os TPVs apresentam propriedades mecânicas superiores à blenda PA/NBR correspondente. TPVs com domínios elastoméricos da ordem de 5 μm foram obtidos com o sistema de reticulação constituído de peróxido de dicumila/bismaleimida/enxofre (DCP/BMI/S) na proporção de 2,4/0,4/0,7 php, independentemente da forma de apresentação da NBR (compacta ou pó). Estes materiais apresentaram excelente desempenho mecânico alcançando-se tensões de ruptura da ordem de 20 MPa. A presença do enxofre conferiu propriedades mecânicas particulares aos TPVs. Para todos os sistemas de reticulação, os TPVs apresentaram boa resistência química em solventes apolares (iso-octano e óleo 20W50), atribuída à natureza química do par PA/NBR, e valores similares para a deformação permanente à compressão.

Palavras-chave

Elastômero termoplástico vulcanizado, peróxido de dicumila, coagentes de reticulação, morfologia PA/NBR

Abstract

Thermoplastic vulcanizates (TPVs) based on polyamide (PA6,6-6) and nitrile rubber (NBR) were prepared by dynamic vulcanization in an internal mixer based on a mixed curing system having dicumyl peroxide as the main component and bismaleimide and sulfur as coagents. The proportion of the components as well as the influence of the sulfur content on the mechanical properties and compression set were studied. The morphologies were determined by scanning electronic microscopy. All the TPVs exhibit better properties than the blend. Elastomeric domains of ca. 5 μm were obtained for the curing system dicumyl peroxide/bismaleimide/sulfur (DCP/BMI/S) in a proportion of 2.4/0.4/0.7 php, independently of the form of the NBR (crumb or powder). These materials showed excellent mechanical properties, reaching a tension of rupture of about 20 MPa. The use of sulfur as curing co-agent gives the material unique properties. All the TPVs exhibited good resistance to non polar solvents (isooctane and oil 20W50) and similar values for the compression set.

Keywords

Thermoplastic vulcanizates, crosslinking by dicumyl peroxide, curing coagents, morphology of PA/NBR

References

1. De Risi, F. R. & Noordermeer, J. W. M. - Rubber Chem. Technol., 80, p.83 (2007). http://dx.doi.org/10.5254/1.3548170

2. George, J.; Varughese, K. T. & Thomas, S. - Polymer., 41, p.1507 (2000). http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00302-X

3. Blume, M. & Schuster, R. H. - Kautsch. Gummi Kunstst., 56, p.114 (2003).

4. Machado, A. V. & Van Duin, M. - Polymer, 46, p.6575 (2005). http:// dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2005.05.011

5. Coran, A. Y. - “Thermoplastic Elastomeric Rubber - Plastic Blends”, in: Handbook of Elastomers, cap 10, A. K. Bhowmick; H. L. Stephens (ed.), Marcel Dekker Inc. New York (2001).

6. Jacobi, M. M.; Schneider, L. K.; Freitas, L. L. & Schuster, R. - Kautsch. Gummi Kunstst., 59, p.49 (2006).

7. Nicolini, A. ; Rocha, T. L, A. C. & Jacobi, M. A. M. - J. Elast. Plast., 41, p.433 (2009). http://dx.doi.org/10.1177/0095244309100531

8. Naskar, K. - Rubber Chem. Technol., 80, p.504 (2007). http://dx.doi. org/10.5254/1.3548176

9. Martin, G.; Barres, C.; Sonntag, P. Garois, N. & Cassagnau, P. – Eur. Polym. J., 45, p.3257 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j. eurpolymj.2009.07.012

10. Wanga, Z.; Chenga, X. & Zhao, J. – Mater. Chem. Phys., 126, p.272 (2011).

11. Brostow, W.; Datashvili, T. & Hackenberg, K. P. – Polym. Compos., 31, p.1678 (2010). http://dx.doi.org/10.1002/pc.20958

12. Ferro, S. - Plast. Mod., (343) (2003).

13. Trifkovic, M.; Sheikhzadeh, M.; Choo, K. & Rohani, S. - J. Appl. Polym. Sci., 118, p.764 (2010).

14. Coran, A. Y. & Patel, R. - Rubber Chem. Technol., 53, p.781 (1980).

15. Kresge, E. N. - Rubber Chem. Technol., 64, p.469 (1991). http://dx.doi. org/10.5254/1.3538564

16. Coran, A. Y.; Patel, R. & Williams-Headd, D. - Rubber Chem. Technol., 58, p.1014 (1985). http://dx.doi.org/10.5254/1.3536097

17. Mehrabzadeh, M. & Delfan, N. - J. Appl. Polym. Sci., 77, p.2057 (2000). http://dx.doi.org/10.1002/1097-4628(20000829)77:9%3C2057::AIDAPP23% 3E3.0.CO;2-8

18. Kumar, C. R.; Sobha, V.; Nair, K.; George, E.; Oommen, E. & Thomas, S. – Polym. Eng. Sci., 43, p 1555. (2003). http://dx.doi.org/10.1002/ pen.10131

19. Chowdhury, R.; Banerji, M. S. & Shivakumar, K. - J. Appl. Polym. Sci., 100, p.1008 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/app.22876

20. Chowdhury, R.; Banerji, M. S. & Shivakumar, K. - J. Appl. Polym. Sci., 104, p.372 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/app.24858

21. Gomes, A. C. O.; Soares, B. G.; Oliveira, M. G. & Paranhos, C. M. - Polímeros, 19, p.196 (2009).

22. l’Abee, R. M. A.; Van Duin, M.; Spoelstra, A. B. & Goossens, J. G. P. - Soft Matter., 6, p.1758 (2010).

23. Babu, R. R.; Singha, N. K. & Naskar, K. - J. Polym. Res., 17, p.657 (2010). http://dx.doi.org/10.1007/s10965-009-9354-z

24. Babu, R. R.; Singha, N. K. & Naskar, K. - J. Appl. Polym. Sci., 117, p.1578 (2010).

25. Grima, M. M. A.; Talma, A. G.; Datta, R. N. & Noordermeer, J. W. M. - Rubber Chem. Technol., 79, p.694 (2006). http://dx.doi. org/10.5254/1.3547961

26. Orza, R. A.; Magusin, P. C. M. M.; Litvinov, V. M.; Van Duin, M. & Michels, M. A. J. - Macromolecules., 42, p.8914 (2009). http://dx.doi. org/10.1021/ma9016482

27. Naskar, K. & Noordermeer, J. W. M. - Rubber Chem. Technol., 77, p.955 (2004). http://dx.doi.org/10.5254/1.3547862

28. Fagundes, E. C. M. & Jacobi, M. A. M. -“Influência do Sistema de Reticulação sobre as Propriedades de TPVs a base de PA-6/NBR”, in: Anais do 10º Congresso Brasileiro de Polímeros, p 89, Foz do Iguaçu - PR, outubro (2009).

29. Fagundes, E. C. M.; Jacobi, M. A. M. - “High-Performance TPVs based on PA6/NBR”, in: International Rubber Conference - IRC, Nuremberg, Alemanha (2009).

30. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D412: Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers-Tension”.

31. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D395: Standard Test Methods for Rubber Property-Compression Set”.

32. American Society for Testing and Materials – ASTM. – “ASTM D471: Standard Test Method for Rubber Property-Effect of Liquids”.

33. Saleesung, T.; Saeoui, P. & Sirisinha, C. - Polym. Test., 29, p.977 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2010.08.008

34. Soni, R. K.; Singh, H.; Dutt, K. & Arora, P. - J. Polym. Res., 17, p.411 (2010). http://dx.doi.org/10.1007/s10965-009-9327-2

35. Thitithammawong, A.; Nakason, C.; Sahakaro, K. & Noordermeer, J. W. M. - J. Appl. Polym. Sci., 111, p.819 (2009).

36. Babu, R. R.; Singha, N. K. & Naskar, K. - J. Polym. Res., 18, p.31(2011). http://dx.doi.org/10.1007/s10965-010-9388-2

37. Tang, X. G.; Yang, W.; Shan, G. F.; Xie, B. H.; Yang, M. B. & Hou, M. – J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phy., 47, p.912 (2009). http://dx.doi. org/10.1002/polb.21698

38. Chapman, A. V. & Tinker, A. J. - Kautsc. Gummi Kunstst., 56, p.533 (2003).

39. Coran, A. Y. & Patel, R. - Rubber Chem. Technol., 53, p.141 (1980). http://dx.doi.org/10.5254/1.3535023

40. Coran, A. Y. & Patel, R. - “Thermoplastic Elastomers Based on Dynamically Vulcanized Elastomer-Thermoplastic Blends”, in: Thermoplastic Elastomers: a comprehensive review, cap 7, N. R. Legge, G. Holden, H. E Schoreder (eds.), Hanser Publishers, Nova York (1987).

41. Radusch, H. J. - “Phase Morphology of Dynamically Vulcanized Thermoplastic Vulcanizates”, in: Micro-and nanostrutured multiphase polymer blend systems: phase morphology and interfaces, cap.9, C. Harrats, S. Thomas, G. Groeninckx (eds.), CRC Press Taylor&Francis, Boca Raton (2006).

42. Koning, C.; Van duin, M.; Pagnoulle, C. & Jerome, R. - Prog. Polym. Sci., 23, p.707 (1998). http://dx.doi.org/10.1016/S0079- 6700(97)00054-3

43. Antunes C. F.; Machadoa, A. V. & Van Duin, M. Morphology development and phase inversion during dynamic vulcanisation of EPDM/ PP blends. Eur Polym J, 47, p.1447 (2011). http://dx.doi. org/10.1016/j.eurpolymj.2011.04.005

44. Babu, R. R.; Singha, N. K. & Naskar, K. - Polym. Bull., 66, p.95 (2011). http://dx.doi.org/10.1007/s00289-010-0328-4

45. Chauhan, K. D.; Soni, R. K. & Singh, H. - Int. J. Plast. Technol., 14, p.117 (2010). http://dx.doi.org/10.1007/s12588-010-0016-0
5883717b7f8c9d0a0c8b4906 polimeros Articles
Links & Downloads

Polímeros: Ciência e Tecnologia

Share this page
Page Sections